JP2007098907A - タイヤ用モールド及びタイヤ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】品質に優れたタイヤが得られるモールドの提供。
【解決手段】モールドのセグメントのキャビティ面１６は、多数の凸部１６と多数の凹部とを備えている。凸部１６は、主部２０とコア２２とを備えている。コア２２は、主部２０に埋設されている。コア２２は、一方の凹部１８ａから他方の凹部１８ｂにまで至っている。コア２２は、円柱状の本体２４と、この本体２４から突出する突起２６とからなる。この突起２６は、主部２０と係合している。この係合により、主部からのコア２２の脱抜が防止されている。主部２０とコア２２との間には、微小な隙間が存在している。加硫工程において、一方の凹部１８ａのエアーは、主部２０とコア２２との隙間を通じて他方の凹部１８ｂに移動する。エアーはさらに、分割面又はベントホールを通じてモールドから排出される。
【選択図】図５

Description

本発明は、タイヤの成形・加硫工程に用いられるモールドに関する。

タイヤの加硫工程では、モールドが用いられている。モールドは、割モールドと２ピースモールドとに大別される。加硫工程では、予備成形されたグリーンタイヤが、モールドに投入される。このグリーンタイヤは、モールドとブラダーとによって形成されるキャビティにおいて、加圧されつつ加熱される。加圧と加熱とにより、グリーンタイヤのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。加圧の際、モールドのキャビティ面とグリーンタイヤとの間にエアーが残留すると、タイヤの表面にベアーが形成される。ベアーは、タイヤの品質を低下させる。

モールドには、ベントホールが設けられている。ベントホールは、キャビティと外気とを連通する。グリーンタイヤとキャビティ面との間に存在するエアーは、ベントホールを通じて外気へと排出される。この排出により、ベアーが防止される。エアーの排出後、ベントホールには多少のゴム組成物が流入する。このゴム組成物により、スピューが形成される。スピューは、トリミングされる。トリミングがなされない場合でも、タイヤの使用の初期段階で、トレッド面上のスピューは摩滅する。

割モールドは、円弧状のトレッドセグメントを備えている。多数のトレッドセグメントが並べられることで、リング状のキャビティ面が形成される。トレッドセグメントの、隣接するトレッドセグメントとの境界は、「分割面」と称されている。ベントホールのみならず、この分割面を通じても、エアーが排出される。この排出により、ベアーが防止される。

タイヤは、その表面に溝を備えている。この溝は、キャビティ面の凸部によって形成される。キャビティ面は、この凸部と共に、凹部も備えている。凹部により、タイヤにはブロックが形成される。加硫工程では、凹部のエアーが、ベントホール又は分割面へと移動し、排出される必要がある。移動の促進の観点から、凸部には貫通孔が形成されている。この貫通孔は、「クロスベントホール」と称されている。クロスベントホールは、１つの凹部と他の凹部とを連通している。ベントホールから遠い凹部のエアーは、クロスベントホールを通じてベントホールに近い凹部へと移動し、さらにベントホールへと移動して排出される。分割面から遠い凹部のエアーは、クロスベントホールを通じて分割面に近い凹部へと移動し、さらに分割面へと移動して排出される。クロスベントホールを備えたモールドが、特開２００４−１８１６６４公報に開示されている。
特開２００４−１８１６６４公報

加硫工程では、クロスベントホールにもゴム組成物が流入する。このゴム組成物は架橋され、スピューを形成する。スピューは、一方のブロックから他方のブロックにまで至る。脱型のとき、スピューは引っ張られ、破断する。スピューは、いずれか一方又は両方のブロックと一体となってタイヤに残存する。このスピューは溝の中にあるので、トリミングされ得ない。しかも、タイヤの使用の初期段階では、摩滅しない。このスピューは、タイヤの外観に悪影響を与える。

脱型のとき、スピューが２以上の箇所で破断すると、スピューがクロスベントホールに残存することがある。残存により、クロスベントホールが塞がれる。このクロスベントホールを通じては、エアーは移動しえない。スピューの残存は、ベアーの原因となる。

脱型のとき、スピューが２以上の箇所で破断すると、スピューがタイヤから脱落してモールドに残存することがある。このモールドによって新たなタイヤが加硫・成形されるとき、スピューがタイヤ表面に付着することがある。このスピューは、タイヤにとって異物である。スピューは、タイヤの品質を低下させる。

モールドが繰り返し使用されると、クロスベントホールに徐々にゴム組成物のカスが堆積し、キャビティと外気との連通が阻害される。カスの堆積は、ベアーの発生の原因となる。不良低減の観点から、ベントホールにカスが堆積した段階で、モールドが清浄される。クロスベントホールの内周径は小さいので、清浄には労力を要する。清浄のとき、クロスベントホールを備えた凸部に隣接する凸部が、清浄のじゃまになる。清浄は、タイヤの生産性に悪影響を与える。

本発明の目的は、品質に優れたタイヤが得られるモールドの提供にある。本発明の他の目的は、生産性に優れたタイヤ製造方法の提供にある。

本発明に係るタイヤ用モールドは、そのキャビティ面に多数の凸部と多数の凹部とを備える。この凸部は、主部とこの主部に埋設されたコアとを備える。このコアは、凸部を挟んで位置する両側の凹部の一方から他方にまで至っている。

好ましくは、凸部の材質とコアの材質とは異なる。好ましくは、コアは、互いに重ねられた２以上の部材からなる。好ましくは、コアは係合部を備える。この係合部が主部と係合することにより、主部からのコアの脱抜が防止される。

本発明に係るタイヤ製造方法は、
そのキャビティ面に多数の凸部と多数の凹部とを備えており、この凸部が主部とこの主部に埋設されたコアとを備えており、このコアが凸部を挟んで位置する両側の凹部の一方から他方にまで至っているモールドに、グリーンタイヤが投入される工程
及び
このグリーンタイヤのゴム組成物がモールド内での加圧及び加熱により流動し、グリーンタイヤとキャビティ面との間のエアーが主部とコアとの隙間を通じて移動する工程
を含む。

このモールドでは、主部とコアとの微小な隙間を通じ、エアーが移動する。このモールドでは、エアーが残留しにくい。このモールドでは、クロスベントホールによるスピューは生じない。従って、このモールドでえられたタイヤは外観に優れる。しかも、スピューが異物としてタイヤに付着することもない。さらに、このモールドでは、清浄作業が容易である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ用モールド２の一部が示された平面図である。図２は、図１のII−II線に沿った拡大断面図である。このモールド２は、多数のトレッドセグメント４と、上下一対のサイドプレート６と、上下一対のビードリング８とを備えている。セグメント４の平面形状は、実質的に円弧状である。多数のセグメント４が、リング状に連結される。セグメント４の数は、通常３以上２０以下である。サイドプレート６及びビードリング８は、実質的にリング状である。このモールド２は、いわゆる「割モールド」である。

図３は、図１のモールド２のセグメント４が示された斜視図である。このセグメント４は、キャビティ面１０、背面１２及び一対の分割面１４を備えている。

図４は、図３のセグメント４のキャビティ面１０の一部が示された拡大図である。このキャビティ面１０は、多数の凸部１６と多数の凹部１８とを備えている。この凸部１６は、筋山状である。この凸部１６は、タイヤのトレッドの溝に相当する。この凸部１６により、タイヤにトレッドパターンが形成される。

図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。この図５に示されるように、凸部１６は、主部２０とコア２２とを備えている。コア２２は、主部２０に埋設されている。コア２２は、主部２０を貫通している。コア２２の両端は主部２０の表面に露出している。コア２２は、一方の凹部１８ａから他方の凹部１８ｂにまで至っている。コア２２は、中実である。コア２２は、凸部１６にのみ存在しており、凸部１６以外の部位には至っていない。

図６は、図５のコア２２が示された斜視図である。コア２２は、円柱状の本体２４と、この本体２４から突出する突起２６とからなる。この突起２６は、主部２０と係合する。この係合により、コア２２の主部２０からの脱抜が防止される。突起２６は、本発明に言う係合部である。コア２２の形状が、円錐台、角柱、角錐台等であってもよい。

このセグメント４の製作では、コア２２が鋳型に挿入される。コア２２は、鋳型の溝に填め込まれる。この溝は、セグメント４の凸部１６に相当する。次に、この鋳型に溶融金属（典型的にはアルミニウム合金）が流し込まれる。この溶融金属が凝固し、セグメント４が得られる。このセグメント４では、鋳ぐるみにより、コア２２が凸部１６に埋設されている。図５において二点鎖線で示されているのは、鋳ぐるみ直後のコア２２である。コア２２のうち主部２０からはみ出た部分は、研削により除去される。凝固時及び冷却時の主部２０及びコア２２の収縮により、主部２０とコア２２との間には微小な隙間が生じる。

溶融金属が流し込まれても溶融しないとの観点から、コア２２の金属材料の融点はセグメント４の金属材料の融点よりも高いことが好ましい。好ましくは、両者の融点の相違は、１００℃以上である。セグメント４がアルミニウム合金からなる場合、好適なコア２２の材質は鋼である。具体的には、コア２２が炭素鋼又は合金鋼からなることが好ましい。耐食性の観点から、コア２２がステンレス鋼からなることが特に好ましい。

このモールド２が用いられたタイヤ製造方法では、まず、予備成形工程によってグリーンタイヤが得られる。次に、モールド２が開いておりブラダーが収縮している状態で、グリーンタイヤがモールド２に投入される。この段階では、グリーンタイヤのゴム組成物は未架橋状態である。次に、モールド２が締められ、ブラダーが膨張する。グリーンタイヤはブラダーによってモールド２のキャビティ面１０に押しつけられ、加圧される。この状態のグリーンタイヤＧが、図２に示されている。同時にグリーンタイヤＧは、加熱される。加圧と加熱とによりゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。グリーンタイヤＧが加圧及び加熱される工程は、加硫工程と称される。

図４から明らかなように、一方の凹部１８ａは凸部１６によって囲まれている。他方の凹部１８ｂは、分割面１４に至っている。加硫工程において、一方の凹部１８ａのエアーは、主部２０とコア２２との隙間を通じて他方の凹部１８ｂに移動する。エアーはさらに、分割面１４に沿って、モールド２から排出される。この排出により、ベアーが防止される。エアーが、ベントホールを通じて排出されてもよい。

主部２０とコア２２との隙間は微小なので、この隙間にはゴム組成物は流入しない。このモールド２では、この隙間に起因したスピューは、ほとんど発生しない。このモールド２で得られたタイヤは、外観に優れる。スピューが発生しないので、隙間が塞がることもない。さらに、破断したスピューが残存することで生じる弊害もない。クロスベントホールを備えた従来のモールドに比べ、このモールド２の清浄は容易である。

エアーの排出の観点から、隙間の幅は０．００１ｍｍ以上が好ましく、０．００２ｍｍ以上がより好ましい。タイヤの外観の観点から、隙間の幅は０．１０ｍｍ以下が好ましく、０．０８ｍｍ以下がより好ましい。

コア２２の表面に、凹凸加工が施されることが好ましい。凹凸加工が施されたコア２２では、主部２０との間の隙間が確保されやすい。典型的な凹凸加工は、ローレット加工である。凹凸加工において、凹部と凸部との高さの差は、ベアー抑制の観点から０．００１ｍｍ以上が好ましく、０．００３ｍｍ以上がより好ましい。タイヤの外観の観点から、高さの差は０．１０ｍｍ以下が好ましく、０．０８ｍｍ以下がより好ましい。

コア２２の表面に粗面加工が施されてもよい。粗面加工により、エアーの排出が助長される。粗面加工は、鋳ぐるみに先立ち行われる。粗面加工の具体例としては、ブラスト処理、研磨等が挙げられる。

モールド２が繰り返し用いられると、キャビティ面１０に堆積物が付着する。この堆積物は、タイヤの品質を損なう。堆積物は、除去される必要がある。除去には通常、ショットブラスト処理が採用される。ショットブラスト処理により、主部２０が微小な塑性変形を起こす。この塑性変形により、主部２０とコア２２との隙間が消滅することがある。モールド２が高温に昇温されれば、主部２０及びコア２２が膨張する。この膨張により、主部２０が圧縮されて隙間が再生される。このモールド２では、ベント効果の回復が容易である。再生が確実になされるとの観点から、主部２０とコア２２とが互いに異なる金属材料からなることが好ましい。好ましくは、その熱膨張係数が主部２０の熱膨張係数よりも小さなコア２２が好ましい。

図７（ａ）は本発明の他の実施形態に係るモールドのコア２８が示された斜視図であり、図７（ｂ）はその断面図である。このモールドにおけるコア２８以外の構成は、図１から図４に示されたモールド２と同等である。このコア２８は、主部（図示されず）に埋設されている。コア２８は、一方の凹部１８ａ（図４参照）から他方の凹部１８ｂにまで至っている。このコア２８は、概して中実である。このコア２８は、穴３０を備えている。鋳ぐるみのとき、溶融金属はこの穴３０に流入する。凝固後の主部は、この穴３０に入り込んだアンカーを備える。このアンカーに穴３０が係合することで、主部からのコア２８の脱抜が防止される。穴３０は、本発明に言う係合部である。このモールドでも、主部とコア２８との隙間を通じてエアーが移動しうる。

図８は、本発明のさらに他の実施形態に係るモールドのコア３２が示された斜視図である。このモールドにおけるコア３２以外の構成は、図１から図４に示されたモールド２と同等である。このコア３２は、主部（図示されず）に埋設されている。コア３２は、一方の凹部１８ａから他方の凹部１８ｂにまで至っている。このコア３２は、中実である。このコア３２は、本体３４と拡径部３６とからなる。拡径部３６は、本体３４の中央に位置している。本体３４と拡径部３６とは、一体的に形成されている。本体３４は円柱状であり、拡径部３６はリング状である。本体３４と拡径部３６とは、同心状に位置している。拡径部３６の直径は、本体３４の直径よりも大きい。このコア３２が主部に埋設されると、拡径部３６が主部に係合する。この係合により、主部からのコア３２の脱抜が防止される。拡径部３６は、本発明に言う係合部である。このモールドでも、主部とコア３２との隙間を通じてエアーが移動しうる。

図９は、本発明のさらに他の実施形態に係るモールドのコア３８が示された斜視図である。このモールドにおけるコア３８以外の構成は、図１から図４に示されたモールド２と同等である。このコア３８は、主部（図示されず）に埋設されている。コア３８は、一方の凹部１８ａから他方の凹部１８ｂにまで至っている。このコア３８は、中実である。このコア３８は、細径部４０を備えている。細径部４０は、コア３８の中央に位置している。鋳ぐるみのとき、溶融金属はこの細径部４０に流入する。凝固後の主部は、この細径部４０に入り込んだアンカーを備える。このアンカーに細径部４０が係合することで、主部からのコア３８の脱抜が防止される。細径部４０は、本発明に言う係合部である。このモールドでも、主部とコア３８との隙間を通じてエアーが移動しうる。

図１０（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るモールドのコア４２が示された正面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。このモールドにおけるコア４２以外の構成は、図１から図４に示されたモールド２と同等である。このコア４２は、主部（図示されず）に埋設されている。コア４２は、一方の凹部１８ａから他方の凹部１８ｂにまで至っている。このコア４２は、一対の本体４４と、ワイヤー４６とからなる。本体４４は、中実である。図１０（ｂ）から明らかなように、本体４４の断面形状は半円状である。一方の本体４４は、他方の本体４４に重ねられている。本体４４同士の間には、微小な隙間が生じている。ワイヤー４６は、本体４４に巻かれている。ワイヤー４６により、一対の本体４４が束ねられている。ワイヤー４６は、本体４４から突出している。このコア４２が主部に埋設されると、ワイヤー４６が主部に係合する。この係合により、主部からのコア４２の脱抜が防止される。ワイヤー４６は、本発明に言う係合部である。このモールドでも、主部とコア４２との隙間を通じてエアーが移動しうる。このモールドではさらに、本体４４と本体４４との隙間を通じてもエアーが移動しうる。

図１１（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るモールドのコア４８が示された正面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図１１（ｃ）は図１１（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。このモールドにおけるコア４８以外の構成は、図１から図４に示されたモールド２と同等である。このコア４８は、主部（図示されず）に埋設されている。コア４８は、一方の凹部１８ａから他方の凹部１８ｂにまで至っている。このコア４８は、４つの本体５０と、ワイヤー５２とからなる。本体５０は、中実である。図１１（ｂ）から明らかなように、本体５０の断面形状は矩形である。本体５０同士は、重ねられている。本体５０同士の間には、微小な隙間が生じている。ワイヤー５２は、本体５０に巻かれている。ワイヤーにより、４つの本体５０が束ねられている。ワイヤー５２は、本体５０から突出している。このコア４８が主部に埋設されると、ワイヤー５２が主部に係合する。この係合により、主部からのコア４８の脱抜が防止される。ワイヤー５２は、本発明に言う係合部である。このモールドでも、主部とコア４８との隙間を通じてエアーが移動しうる。このモールドではさらに、本体５０と本体５０との隙間を通じてもエアーが移動しうる。

図１２（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るモールドのコア５４が示された正面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図１２（ｃ）は図１２（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。このモールドにおけるコア５４以外の構成は、図１から図４に示されたモールド２と同等である。このコア５４は、主部（図示されず）に埋設されている。コア５４は、一方の凹部１８ａから他方の凹部１８ｂにまで至っている。このコア５４は、一対の本体５６と、ワイヤー５８とからなる。図１２（ｂ）から明らかなように、本体５６は板状である。本体５６同士は、重ねられている。本体５６同士の間には、微小な隙間が生じている。ワイヤー５８は、本体５６に巻かれている。ワイヤー５８により、一対の本体５６が束ねられている。ワイヤー５８は、本体５６から突出している。このコア５４が主部に埋設されると、ワイヤー５８が主部に係合する。この係合により、主部からのコア５４の脱抜が防止される。ワイヤー５８は、本発明に言う係合部である。このモールドでも、主部とコア５４との隙間を通じてエアーが移動しうる。このモールドではさらに、本体５６と本体５６との隙間を通じてもエアーが移動しうる。本体５６が、波形とされてもよい。

以上、割モールドが一例とされて本発明が説明されたが、コアが埋設された凸部が２ピースモールドに設けられてもよい。

本発明に係るモールドは、種々のタイヤの製造に適している。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ用モールドの一部が示された平面図である。 図２は、図１のII−II線に沿った拡大断面図である。 図３は、図１のモールドのセグメントが示された斜視図である。 図４は、図３のセグメントのキャビティ面の一部が示された拡大図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、図５のコアが示された斜視図である。 図７（ａ）は本発明の他の実施形態に係るモールドのコアが示された斜視図であり、図７（ｂ）はその断面図である。 図８は、本発明のさらに他の実施形態に係るモールドのコアが示された斜視図である。 図９は、本発明のさらに他の実施形態に係るモールドのコアが示された斜視図である。 図１０（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るモールドのコアが示された正面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図１１（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るモールドのコアが示された正面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図１１（ｃ）は図１１（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図１２（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るモールドのコアが示された正面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図１２（ｃ）は図１２（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

符号の説明

２・・・モールド
４・・・セグメント
１０・・・キャビティ面
１４・・・分割面
１６・・・凸部
１８、１８ａ、１８ｂ・・・凹部
２０・・・主部
２２、２８、３２、３８、４２、４８、５４・・・コア
２４、３４、４４、５０、５６・・・本体
２６・・・突起
３０・・・穴
３６・・・拡径部
４０・・・細径部
４６、５２、５８・・・ワイヤー

Claims (5)

1. そのキャビティ面に多数の凸部と多数の凹部とを備えており、
   この凸部が、主部とこの主部に埋設されたコアとを備えており、
   このコアが、凸部を挟んで位置する両側の凹部の一方から他方にまで至っているタイヤ用モールド。
2. 上記凸部の材質とコアの材質とが異なる請求項１に記載のモールド。
3. 上記コアが、互いに重ねられた２以上の部材からなる請求項１又は２に記載のモールド。
4. 上記コアが係合部を備えており、この係合部が主部と係合することにより主部からのコアの脱抜が防止されている請求項１から３のいずれかに記載のモールド。
5. そのキャビティ面に多数の凸部と多数の凹部とを備えており、この凸部が主部とこの主部に埋設されたコアとを備えており、このコアが凸部を挟んで位置する両側の凹部の一方から他方にまで至っているモールドに、グリーンタイヤが投入される工程と、
   このグリーンタイヤのゴム組成物がモールド内での加圧及び加熱により流動し、グリーンタイヤとキャビティ面との間のエアーが主部とコアとの隙間を通じて移動する工程と
   を含むタイヤ製造方法。

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